中西非裂谷系富油凹陷石油地质特征与勘探方向

基于地震、钻井、烃源岩测试分析等资料,对中西非裂谷系主要盆地富油凹陷石油地质特征进行研究,并探讨未来油气勘探方向。研究表明:中非裂谷系发育下白垩统湖相优质烃源岩,西非裂谷系发育上白垩统陆源海相优质烃源岩,两类烃源岩为中西非裂谷系油气富集提供了物质基础。中西非裂谷系发育包括基岩在内的多套储集层,并存在下白垩统、上白垩统和古近系3套区域盖层。晚中生代以来,受中非剪切带右旋走滑作用等地球动力学因素的影响,中西非裂谷系不同方向的盆地在裂谷作用期次、区域盖层发育层段、圈闭类型及成藏模式等方面存在差异。其中,北东—南西向盆地主要保存了早白垩世一期裂谷层序,区域盖层位于下白垩统裂陷期地层内,形成反转背斜、花状构造及基岩潜山等圈闭类型,发育“源储一体、源内成藏”及“源上储下、源下成藏”两种成藏模式;北西—南东向盆地具有多期裂谷叠置特征,发育上白垩统和古近系区域盖层,形成披覆背斜、断背斜、反向断块等圈闭类型,以“源下储上、源上成藏”为主要成藏模式。多期叠置裂谷盆地的源内成藏组合、强反转盆地的源内岩性油藏及页岩油是中西非裂谷系盆地未来勘探的重要领域。

中西非裂谷Termit盆地原油甾类生物标志物组成及原油族群

采用色谱质谱(GC-MS)技术分析了中西非裂谷系(WCARS)Termit盆地古近系-下白垩统原油中规则甾烷、4-甲基甾烷、三芳甾烷和甲基三芳甾烷的分布特征并据此划分了Termit盆地原油族群。结果表明:研究区绝大多数原油中C29相对于C27和C28规则甾烷含量高;C304-甲基甾烷丰度低或未检测出;C26-C27-C28三芳甾烷组成中,C2720R和C2620S异构体丰度相对较低;三芳甲藻甾烷相对丰度较高。这些原油应同属一个原油族群(族群Ⅰ),来自同一个烃源灶。而来自DD-1、DD-2、D-1和T-1等部分井的原油中C29规则甾烷相对含量低于族群I原油,并检测出较高丰度的C304-甲基甾烷;三芳甾烷和三芳甲藻甾烷分布也明显不同,应属于另一原油族群(族群Ⅱ)。在Termit盆地寻找族群II的原油具有重要的勘探前景。

中西非裂谷系形成的动力学机制

中西非裂谷系是沿中非剪切带及邻区发育的一系列中新生代裂谷盆地,其成因机理一直存在争议。中西非裂谷系的构造演化主要经历了三个演化阶段,其中在早白垩世进入强烈断陷期,是盆地形成的重要阶段。以早白垩世中西非裂谷系的地质背景为基础,运用弹性力学有限元数值模拟方法,通过应力场和应变场的分析,为中西非裂谷系形成的力学机制提供依据。模拟结果表明,早白垩世非洲大陆内部走滑和伸展作用并存,中非剪切带不是所谓的"转换断层",而是与中西非裂谷系同时形成和发育的构造。中西非裂谷系是在中新生代泛大陆裂解时期,非洲板块绕西北非地块逆时针旋转,非洲内部不同地块在统一构造应力场作用下,由于伸展和走滑的差异作用形成和发育的。

中国石油西非陆上高效勘探实践

西非陆上乍得H区块与尼日尔A、T、B区块位于中西非裂谷系西段,是中国石油海外最大的风险勘探区。面对勘探程度低、地质风险大、合同期短、作业环境复杂等诸多挑战,中国石油接手作业权以来,在盆地区域地质研究和资源量评价基础上,比选并确定主力成藏组合和勘探区带,制定西非区域整体战略规划、明确勘探总体策略,并以经济效益为核心优选经济规模目标实施钻探。在勘探过程中不断丰富和发展被动裂谷油气成藏理论、应用适用先进的勘探技术、创新勘探项目管理模式,针对海外特点采取了整体部署、超前部署、勘探与产能建设协调推进、前后方一体化高效协同等基本做法,取得了显著效果。

尼日尔Termit盆地及其周缘晚白垩世古地理演化

Termit盆地及其周缘是中西非裂谷中典型的中、新生代裂谷盆地,也是中石油海外最具潜力的风险勘探区,但由于多期构造运动的复杂性,研究区晚白垩世的古地理演化缺乏系统的分析研究。本文将Termit盆地及其周缘作为研究区域,在构造演化的基础上利用地球化学、地层学及地球物理等手段进一步分析了研究区的古沉积环境、古气候及古物源,最终明确了晚白垩世的古沉积演化。研究认为,晚白垩世早期的森诺曼阶(Cenomanian)研究区开始发生海侵,三冬阶(Santonian)时期达到最大海侵范围,之后开始逐渐海退的过程。马斯特里赫特阶(Maastrichtian)时期的区域构造挤压事件使盆地形态发生改变,该构造事件最终以区域不整合结束。地球化学资料、岩性资料以及地震资料综合表明,森诺曼阶(Cenomanian)—三冬阶(Santonian)时期研究区处于偏还原的浅海陆架沉积,属典型的热带气候,接受来自北东向的物源供给;至坎潘阶(Campanian)—马斯特里赫特阶(Maastrichtian)时期,伴随着海平面的下降,研究区由海相沉积逐渐转变为海陆过渡相沉积,且物源主要来自于北东及南西两个方向。本次研究明确了Termit盆地及其周缘在晚白垩世的古沉积演化过程,这为进一步明确研究区的沉积体系及砂体的预测提供了理论依据。

Termit盆地构造变形的力学机制

Termit盆地是中西非裂谷系中典型的中-新生代裂谷盆地,形成于早白垩世大西洋张裂的构造背景下。在白垩纪至古近纪经历了"裂谷-坳陷-裂谷"的构造演化过程,且两期裂陷作用形成的断裂走向不同。依据Termit盆地的基础构造特征,运用弹性有限元数值模拟方法,从动力学角度讨论盆地构造演化模式,为盆地的构造演化研究提供动力学依据。模拟结果表明,在早白垩世,盆地受区域NE-SW向拉张作用,在盆地西部边界发育一系列NW-SE向早白垩世早期断层。在古近纪,盆地受近EW向拉张作用,在盆地西部受早期断层影响较大的Dinga断阶带和Yogou西斜坡地区,局部应力场使断层发育走向为NW-SE;受其影响较小的Araga地堑发育张扭性断层,沿早白垩世断层呈雁行排列;不受其影响的Fana低凸起和Moul凹陷发育NNW-SSE向断层。

Muglad盆地形成力学机制的有限元数值模拟

以早白垩世Muglad盆地的地质背景为基础,运用弹性力学有限元数值模拟方法,通过对应力场的分析,为盆地形成的力学机制提供依据。模拟结果表明,Muglad盆地是受走滑作用和拉张作用共同影响形成的被动裂谷盆地,指示Muglad盆地是在中生代泛大陆裂解的大背景下,在非洲大陆的走滑作用和拉张作用的共同作用下形成和发育的,而不是简单地由走滑作用诱导形成。

海相页岩有机质甲基菲指数与成熟度关系

为了探讨海相烃源岩甲基菲指数与镜质组反射率之间的关系,利用色谱质谱分析技术,分析了中西非裂谷某盆地上白垩统以Ⅱ型干酪根为主的海相页岩抽提物和相关原油中芳烃馏分的化学组成,根据菲、甲基菲等多环芳烃的分布特征,研究了该盆地烃源岩甲基菲指数与镜质组反射率之间的关系,并对该盆地烃源岩和原油成熟度进行评价.结果表明：当镜质组反射率为0.50%-0.90%时,镜质组反射率与甲基菲指数之间呈现很好的线性正相关关系,相关系数为0.92;该换算关系式与前人基于煤和Ⅲ型干酪根建立的关系式存在一定差异,特别是在未成熟-低成熟阶段和生油窗后期的高成熟阶段,镜质组反射率最大相差约0.2%,因此对烃源岩有机质热演化及油气资源评价会产生较大影响.根据所建立的关系式对该盆地原油的成熟度进行了评价,所得结果与地质背景吻合较好.

层序地层格架下烃源岩地球化学研究:以尼日尔Termit盆地为例

如何利用有限的烃源岩样品的实验分析数据和地质资料尽可能地提高烃源岩评价和预测的精度,是当今烃源岩地球化学研究亟需解决的问题.采用层序地层学与油气地球化学相结合的方法,研究了非洲尼日尔Termit盆地基于层序地层格架下,上白垩统Yogou组烃源岩空间分布特征及有机质地球化学性质,初步展示了层序地层格架下烃源岩地球化学研究的方法、应用效果及优势.Termit盆地上白垩统Yogou组海相泥页岩是该盆地主要的烃源层,自下而上可划分为YSQ1、YSQ2和YSQ3共3个三级层序.根据层序/体系域发育特征、岩性录井和测井曲线响应特征,识别出外陆棚、内陆棚、三角洲、滨岸相泥岩及煤/炭质泥岩共5种不同沉积类型的烃源岩,不同层序与体系域具有不同的烃源岩纵向叠置关系和横向分布特征.不同类型的烃源岩有机质具有明显不同的地球化学性质:外陆棚和内陆棚泥岩有机质丰度中等-好,有机质生物来源中,低等水生生物贡献高,沉积于偏还原的沉积环境.滨岸和三角洲相泥岩有机质丰度高,具有低等水生生物和高等植物来源的双重贡献,沉积于偏氧化的沉积环境.三级层序或其体系域控制下的沉积相分布和演化导致不同类型烃源岩的发育和横向分布特征,同一沉积相类型的烃源岩具有相似的地球化学性质.与传统的以组、段为单元的烃源岩地球化学研究相比,层序地层格架下的烃源岩评价可以刻画不同层序、不同体系域和沉积相带烃源岩有机质地球化学性质的差异,提高资源评价和油-源对比的精度.